【JavaScript】2次元配列（行列）を転置する方法をわかりやすく解説

2次元配列の転置とは？

行列（2次元配列）の転置（Transpose）とは、元の配列の行と列を入れ替えた新しい配列を作る操作のことです。具体的には、行方向に並んでいた要素を列方向へ、列方向に並んでいた要素を行方向へと反転させたものが転置行列になります。

例えば、次のような2次元配列を考えてみましょう。

const arr = [
    [1, 1, 1],
    [2, 2, 2],
    [3, 3, 3],
];

この配列を転置すると、各行・各列の要素が入れ替わり、結果は以下のようになります。

[ [ 1, 2, 3 ], [ 1, 2, 3 ], [ 1, 2, 3 ] ]

転置処理のコード例

ここでは、配列そのものを書き換えるインプレース（破壊的）な方法で転置を実装します。ポイントは、i と j の位置にある要素同士を交換するとき、内側のループを j < i の範囲にすることです。こうすることで対角線より下側の要素だけを処理し、同じペアを二重に交換してしまうことを防げます。

const arr = [
    [1, 1, 1],
    [2, 2, 2],
    [3, 3, 3],
];

const transpose = arr => {
    for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
        for (let j = 0; j < i; j++) {
            const tmp = arr[i][j];
            arr[i][j] = arr[j][i];
            arr[j][i] = tmp;
        };
    }
}

transpose(arr);
console.log(arr);

実行結果

このコードをコンソールで実行すると、次のような出力が得られます。

[ [ 1, 2, 3 ], [ 1, 2, 3 ], [ 1, 2, 3 ] ]

補足：元の配列を保持したい場合

上記の実装は元の配列を直接書き換えます。もし元の配列を残しておきたい場合は、map を使って新しい配列として転置結果を生成する方法も便利です。

const transpose = arr => arr[0].map((_, i) => arr.map(row => row[i]));

用途に応じて、破壊的な方法と非破壊的な方法を使い分けるとよいでしょう。